System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种负载型催化剂及其制备方法和制备高碳酮的方法技术_技高网

一种负载型催化剂及其制备方法和制备高碳酮的方法技术

技术编号:41767809 阅读:17 留言:0更新日期:2024-06-21 21:45
本发明专利技术属于化学催化技术领域,尤其涉及一种负载型催化剂及其制备方法和制备高碳酮的方法,所述负载型催化剂的制备方法包括:以过渡金属硝酸盐和/或过渡金属醋酸盐为反应底物,以聚烯烃粉末类多孔材料为催化剂载体,以水为反应介质,将所述反应底物、催化剂载体、反应介质混合均匀,经烘干、焙烧后制备得到所述负载型催化剂,所述负载型催化剂在制备过程中通过原位还原,可直接用于合成高碳酮的缩合偶联反应,而无需对催化剂的还原过程,可简化催化剂的制备过程、降低生产成本;所述负载型催化剂可高选择性得到高碳酮,且反应过程中不需外加溶剂和氢源,操作简便,成本低,反应过程简单、高效,易于控制,安全性好,副产物少。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于化学催化,尤其涉及一种负载型催化剂及其制备方法和制备高碳酮的方法


技术介绍

1、已知的,酮分子的大小会影响它的反应性和反应过程中能量释放,与小分子酮相比,高碳酮具有相对较大的分子结构,能实现更复杂和多样化的化学反应。在工业生产中,高碳酮可作为优良的有机溶剂使用,也可作为重要的有机化工原料在香料合成、有机合成、医药中间体的合成等方面广泛应用。但现有技术中高碳酮的合成手段有限,且反应过程一般较为繁琐,副产物多。如可采用相应醇经氧化脱氢制得、由酮与醛经羟醛缩合反应再加氢等方式制得等,但这些方法存在生产成本高,产物选择性普遍不高的缺点。此外,现有技术曾报道过在氢气的存在下,乙醛和丙酮经缩合、脱水、加氢制戊酮的方法,但该方法得到的产物组分复杂,目标产物选择性较低,且需要高压氢气参与反应,对反应条件提出了较高要求。

2、另外,现有技术中还公开过采用含α-h的酮与其他含活泼α-h的酮、醛等小分子羰基化合物经羟醛缩合反应得到缩合偶联产物,之后可进一步经脱水、加氢制备得到烷基接枝的高碳酮;也有采用醇作为缩合偶联试剂,与含α-h的酮进行偶联反应制备高碳酮。但上述合成高碳酮的反应过程中都需要经历借氢(醇脱氢得到含活泼α-h的小分子羰基化合物)、羟醛缩合(底物含α-h的酮)、脱水、加氢等四步反应,这种合成路线对催化剂的设计提出了极高要求。现有技术中已报道的催化剂体系包括负载型贵金属催化剂、均相催化剂或者复合氧化物催化剂。如公开(公告)号为cn106732555a的中国专利报道了一种pd/c催化剂用于酮与醇的α-烷基化反应,但催化苯乙酮与正丁醇反应时需用到溶剂1,4-二氧六环,它易形成爆炸性过氧化物,生产过程中需要精准的过程控制,安全性低。再如公开(公告)号为cn111889105a的中国专利公开了一种用于甲醇-丁酮烷基化制备3-戊酮的双功能催化剂,催化剂组成包括氧化镍2-30%,氧化镁40-90%,氧化铝10-30%和氧化锌0-20%,反应温度在220-350℃,原料甲醇/丁酮的摩尔比为5-15:1,但该方法的反应温度高、过程控制难度大,且3-戊酮的产率低。又如公开(公告)号为cn110423190a和cn106905125a的中国专利分别报道一种铁配合物和钴配合物催化酮α-烷基化反应,所述催化剂分别由4’-二甲胺基苯基-2,2’:6’,2”-三联吡啶与无水氯化亚铁、2,2;6,2”-三联吡啶与氯化钴反应所得。但这些公开的技术中多存在催化剂价格昂贵、反应条件繁琐苛刻、产物分离和催化剂回收困难等问题。

3、有鉴于此,特提出本专利技术。


技术实现思路

1、本专利技术的目的是针对上述存在的技术问题,提供一种负载型催化剂及其制备方法和制备高碳酮的方法。

2、有鉴于此,本专利技术提供一种负载型催化剂的制备方法,所述制备方法包括:

3、以过渡金属硝酸盐和/或过渡金属醋酸盐为反应底物,以聚烯烃粉末类多孔材料为催化剂载体,以水为反应介质,将所述反应底物、催化剂载体、反应介质混合均匀,经烘干、焙烧后制备得到所述负载型催化剂。

4、进一步的,所述过渡金属选自化学元素周期表中第ⅶb族、ⅷ族、第ⅰb族、ⅱb族中的过渡金属元素,且所述过渡金属为非贵金属元素。

5、更进一步的,所述过渡金属选自化学元素周期表中第四周期的过渡金属元素。

6、进一步的,所述制备方法包括步骤:

7、s1,用适量水将所述过渡金属硝酸盐和/或过渡金属醋酸盐溶解;

8、s2,向步骤s1所得的溶解液中加入所述聚烯烃粉末类多孔材料,常温搅拌至混合均匀;

9、s3,将步骤s2所得的混合体系置于烘箱中、在80-120℃下烘干至恒重;

10、s4,将步骤s3所得的干燥物置于焙烧装置内、升温,在焙烧温度700-900℃下焙烧2-8h,在焙烧分解过程中原位还原过渡金属,降温后得到所述负载型催化剂。

11、进一步的,所述焙烧装置的升温速率为2-10℃/min,所述焙烧温度为750-850℃。

12、一种负载型催化剂,所述负载型催化剂采用上述的负载型催化剂的制备方法制备得到。

13、进一步的,所述负载型催化剂选自ni5-cu1/pp、ni5/pp,ni2-cu1/pp,ni5-co1/pp,ni5-fe1/pp,co5-zn1/pp,mn5-cu1/pp、ni5-cu1/pe、ni5-cu1/pe中的任意一种或多种。

14、一种高碳酮的制备方法,所述制备方法包括:

15、在密闭反应釜内,以上述权利要求6-7任一项所述的催化剂为反应催化剂,以醇和含α-h的酮为反应底物,在反应温度为120~250℃、起始压力为常压下进行缩合偶联反应,反应后得高碳酮。

16、进一步的,所述醇选自脂肪醇、芳香醇、脂环醇或含其他杂原子取代基的醇中的一种或多种;所述含α-h的酮选自脂肪酮、芳香酮、脂环酮或含其他杂原子取代基的酮中的一种或多种。

17、进一步的,在制备高碳酮的反应底物中,含α-h的酮和醇的投料摩尔比为1:2-2:1,所述含α-h的酮和所述负载型催化剂的投料比为:每1mol所述含α-h的酮加入0.2-0.3g所述负载型催化剂;所述反应温度为160-210℃,反应时间为30-300min。

18、本专利技术的有益效果是:

19、本专利技术所述的负载型催化剂在制备过程中通过原位还原,可直接用于合成高碳酮的缩合偶联反应,而无需对催化剂的还原过程,可简化催化剂的制备过程、降低生产成本。

20、在此基础上,本专利技术所述的负载型催化剂不含贵金属,成本低,易于实现。

21、此外,本专利技术所述的负载型催化剂在制备完成后直接可用于催化含α-h的酮与小分子醇的缩合偶联反应,可高选择性得到目标产物高碳酮,且反应过程中不需外加溶剂和氢源,操作简便,成本低,反应过程简单、高效,易于控制,安全性好,副产物少,产物选择性高。

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【技术保护点】

1.一种负载型催化剂的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括:

2.根据权利要求1所述的负载型催化剂的制备方法,其特征在于,所述过渡金属选自化学元素周期表中第ⅦB族、Ⅷ族、第ⅠB族、ⅡB族中的过渡金属元素,且所述过渡金属为非贵金属元素。

3.根据权利要求2所述的负载型催化剂的制备方法,其特征在于,所述过渡金属选自化学元素周期表中第四周期的过渡金属元素。

4.根据权利要求1或2或3所述的负载型催化剂的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括步骤:

5.根据权利要求4所述的负载型催化剂的制备方法,其特征在于,所述焙烧装置的升温速率为2-10℃/min,所述焙烧温度为750-850℃。

6.一种负载型催化剂,其特征在于,所述负载型催化剂采用上述权利要求1~5任一项所述的负载型催化剂的制备方法制备得到。

7.根据权利要求6所述的负载型催化剂,其特征在于,所述负载型催化剂选自Ni5-Cu1/PP、Ni5/PP,Ni2-Cu1/PP,Ni5-Co1/PP,Ni5-Fe1/PP,Co5-Zn1/PP,Mn5-Cu1/PP、Ni5-Cu1/PE、Ni5-Cu1/PE中的任意一种或多种。

8.一种高碳酮的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括:

9.根据权利要求8所述的高碳酮的制备方法,其特征在于,所述醇选自脂肪醇、芳香醇、脂环醇或含其他杂原子取代基的醇中的一种或多种;所述含α-H的酮选自脂肪酮、芳香酮、脂环酮或含其他杂原子取代基的酮中的一种或多种。

10.根据权利要求8所述的高碳酮的制备方法,其特征在于,在制备高碳酮的反应底物中,含α-H的酮和醇的投料摩尔比为1:2-2:1,所述含α-H的酮和所述负载型催化剂的投料比为:每1mol所述含α-H的酮加入0.2-0.3g所述负载型催化剂;所述反应温度为160-210℃,反应时间为30-300min。

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【技术特征摘要】

1.一种负载型催化剂的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括:

2.根据权利要求1所述的负载型催化剂的制备方法,其特征在于,所述过渡金属选自化学元素周期表中第ⅶb族、ⅷ族、第ⅰb族、ⅱb族中的过渡金属元素,且所述过渡金属为非贵金属元素。

3.根据权利要求2所述的负载型催化剂的制备方法,其特征在于,所述过渡金属选自化学元素周期表中第四周期的过渡金属元素。

4.根据权利要求1或2或3所述的负载型催化剂的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括步骤:

5.根据权利要求4所述的负载型催化剂的制备方法,其特征在于,所述焙烧装置的升温速率为2-10℃/min,所述焙烧温度为750-850℃。

6.一种负载型催化剂,其特征在于,所述负载型催化剂采用上述权利要求1~5任一项所述的负载型催化剂的制备方法制备得到。

7.根据权利要求6所述的负载型催化剂,其特征在于,所述...

【专利技术属性】
技术研发人员:李建辉徐书群李伟鹏张立忠范吉安
申请(专利权)人:浙江圣安化工股份有限公司
类型:发明
国别省市:

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